Хөнгөн цагааны хайлшаар хийсэн шахмал материал, ялангуяа хөнгөн цагааны профилийг шахах явцад гадаргуу дээр "цоорох" согог ихэвчлэн гардаг. Өвөрмөц илрэлүүд нь янз бүрийн нягтралтай, сүүлтэй, илэрхий гар мэдрэмж бүхий маш жижиг хавдар, өргөссөн мэдрэмжтэй байдаг. Исэлдэлтийн эсвэл электрофорезийн гадаргуугийн боловсруулалтын дараа тэдгээр нь бүтээгдэхүүний гадаргуу дээр наалдсан хар мөхлөг хэлбэрээр илэрдэг.
Том зүсэлттэй профилын шахмал үйлдвэрлэлд энэ согог нь ембүү бүтэц, шахалтын температур, шахалтын хурд, хэвний нарийн төвөгтэй байдал гэх мэт нөлөөллөөс шалтгаална. Профайлын гадаргууг урьдчилан боловсруулах үйл явц, ялангуяа шүлтээр сийлбэрлэх процесс, харин цөөн тооны том хэмжээтэй, нягт наалдсан хэсгүүд нь профилын гадаргуу дээр үлдэж, эцсийн бүтээгдэхүүний гадаад төрх байдалд нөлөөлдөг.
Ердийн барилгын хаалга, цонхны профайлын бүтээгдэхүүнд үйлчлүүлэгчид бага зэргийн цоорхойтой согогийг ихэвчлэн хүлээн зөвшөөрдөг боловч механик шинж чанар, гоёл чимэглэлийн гүйцэтгэлд ижил ач холбогдол өгөх эсвэл гоёл чимэглэлийн гүйцэтгэлд илүү их анхаарал хандуулах шаардлагатай үйлдвэрлэлийн профайлын хувьд үйлчлүүлэгчид энэ согогийг, ялангуяа нүхтэй согогийг ихэвчлэн хүлээн зөвшөөрдөггүй. өөр өөр дэвсгэр өнгөтэй нийцэхгүй байна.
Барзгар тоосонцор үүсэх механизмд дүн шинжилгээ хийхийн тулд янз бүрийн хайлшийн найрлага, шахмал процессын дор согогийн байршлын морфологи, найрлагад дүн шинжилгээ хийж, согог ба матрицын ялгааг харьцуулсан. Барзгар тоосонцорыг үр дүнтэй шийдвэрлэх боломжийн шийдлийг дэвшүүлж, туршилтын туршилт явуулсан.
Профайлын нүхний согогийг арилгахын тулд нүхний согог үүсэх механизмыг ойлгох шаардлагатай. Шахах явцад хөнгөн цагааны ажлын туузан дээр наалдсан нь шахмал хөнгөн цагаан материалын гадаргуу дээр цоорхой үүсэх гол шалтгаан болдог. Учир нь хөнгөн цагааныг шахах процесс нь ойролцоогоор 450 ° C өндөр температурт явагддаг. Хэрэв деформацийн дулаан ба үрэлтийн дулааны нөлөөллийг нэмбэл, металлын температур нь хэвний нүхнээс урсах үед илүү өндөр байх болно. Бүтээгдэхүүн нь хэвний нүхнээс урсах үед өндөр температурын улмаас металл болон хэвний ажлын туузны хооронд хөнгөн цагаан наалдах үзэгдэл үүсдэг.
Энэ холболтын хэлбэр нь ихэвчлэн: давтан холбох процесс - урагдах - холбох - дахин урагдах ба бүтээгдэхүүн урагш урсаж, бүтээгдэхүүний гадаргуу дээр олон жижиг нүх үүсдэг.
Энэхүү холболтын үзэгдэл нь ембүүгийн чанар, хэвний ажлын туузны гадаргуугийн байдал, шахалтын температур, шахалтын хурд, хэв гажилтын зэрэг, металлын хэв гажилтын эсэргүүцэл зэрэг хүчин зүйлүүдтэй холбоотой байдаг.
1 Туршилтын материал, арга
Урьдчилсан судалгаагаар бид металлургийн цэвэршилт, хэвний байдал, шахах үйл явц, орц найрлага, үйлдвэрлэлийн нөхцөл зэрэг хүчин зүйлүүд нь гадаргуугийн барзгар хэсгүүдэд нөлөөлж болохыг олж мэдсэн. Туршилтанд 6005A ба 6060 гэсэн хоёр хайлш саваагаар ижил хэсгийг шахахад ашигласан. Барзгар бөөмийн байрлалын морфологи, найрлагыг шууд унших спектрометр болон SEM илрүүлэх аргуудаар шинжилж, эргэн тойрон дахь хэвийн матрицтай харьцуулсан.
Цоорхой ба бөөмсийн хоёр согогийн морфологийг тодорхой ялгахын тулд тэдгээрийг дараах байдлаар тодорхойлно.
(1) Нүхний согог эсвэл татах согогууд нь нэг төрлийн цэгийн согог бөгөөд энэ нь профилын гадаргуу дээр гарч ирдэг жигд бус зулзаган эсвэл цэг хэлбэртэй зураас юм. Согог нь зураасны зурааснаас эхэлж, согог нь унаж, зураасны төгсгөлд металл шош болж хуримтлагддаг. Нүхтэй согогийн хэмжээ ерөнхийдөө 1-5мм бөгөөд исэлдэлтийн эмчилгээний дараа бараан хар болж хувирдаг бөгөөд энэ нь эцсийн эцэст 1-р зураг дээрх улаан тойрогт үзүүлсэн шиг профилын харагдах байдалд нөлөөлдөг.
(2) Гадаргуугийн хэсгүүдийг металл шош эсвэл шингээх хэсгүүд гэж нэрлэдэг. Хөнгөн цагааны хайлшны профилын гадаргуу нь бөмбөрцөг саарал хар хатуу металл хэсгүүдээр бэхлэгдсэн бөгөөд сул бүтэцтэй байдаг. Хөнгөн цагааны хайлшийн профиль нь хоёр төрлийн байдаг: арчиж болох ба арчиж болохгүй. Хэмжээ нь ерөнхийдөө 0.5 мм-ээс бага бөгөөд хүрэхэд бүдүүлэг санагддаг. Урд хэсэгт сэв зураас байхгүй. Исэлдүүлсний дараа 1-р зураг дээрх шар тойрогт үзүүлсэн шиг матрицаас тийм ч их ялгаатай биш юм.
2 Туршилтын үр дүн, дүн шинжилгээ
2.1 Гадаргууг татах согогууд
Зураг 2-т 6005A хайлшны гадаргуу дээрх татах согогийн микро бүтцийн морфологийг үзүүлэв. Татах урд хэсэгт шат шиг зураас байдаг бөгөөд тэдгээр нь овоолсон зангилаагаар төгсдөг. Зангилаа үүссэний дараа гадаргуу нь хэвийн байдалдаа ордог. Барзгаржилтын согогийн байрлал нь хүрэхэд тэгш бус, хурц өргөстэй мэдрэмжтэй, профилын гадаргуу дээр наалддаг эсвэл хуримтлагддаг. Экструзын туршилтаар 6005A ба 6060 шахмал профилын татах морфологи ижил төстэй, бүтээгдэхүүний сүүлний төгсгөл нь толгойн үзүүрээс илүү байгааг ажигласан; ялгаа нь 6005A-ийн нийт татах хэмжээ бага, зураасны гүн суларсан байна. Энэ нь хайлшийн найрлага, цутгамал бариулын төлөв, хэвний нөхцөлийн өөрчлөлттэй холбоотой байж болно. 100X-ийн дор ажиглагдсан, татах хэсгийн урд талын төгсгөлд илэрхий зураас байгаа бөгөөд энэ нь шахалтын чиглэлийн дагуу сунасан, эцсийн зангилааны хэсгүүдийн хэлбэр жигд бус байна. 500X үед татах гадаргуугийн урд хэсэг нь шахалтын чиглэлийн дагуу шат маягийн зураастай (энэ согогийн хэмжээ нь ойролцоогоор 120 μм) бөгөөд сүүлний төгсгөлд зангилааны хэсгүүд дээр илт овоолсон тэмдгүүд байдаг.
Татах шалтгааныг шинжлэхийн тулд хайлшийн гурван бүрэлдэхүүн хэсгийн согогийн байршил, матрицын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн шинжилгээг хийхэд шууд унших спектрометр болон EDX ашигласан. Хүснэгт 1-д 6005А профайлын туршилтын үр дүнг харуулав. EDX-ийн үр дүнгээс харахад татах хэсгүүдийн овоолох байрлалын найрлага нь матрицтай үндсэндээ төстэй болохыг харуулж байна. Үүнээс гадна зарим нарийн хольцын тоосонцор татах согогийн дотор болон эргэн тойронд хуримтлагддаг бөгөөд хольцын тоосонцор нь C, O (эсвэл Cl), эсвэл Fe, Si, S-ийг агуулдаг.
6005A нарийн исэлдсэн шахмал профилын барзгаржилтын согогийн шинжилгээгээр татах хэсгүүд нь том хэмжээтэй (1-5мм), гадаргуу нь ихэвчлэн овоолсон, урд хэсэгт шаталсан зураастай; Найрлага нь Al матрицтай ойролцоо бөгөөд түүний эргэн тойронд Fe, Si, C, O агуулсан гетероген фазууд байх болно. Энэ нь гурван хайлшийг татах үүсэх механизм ижил байгааг харуулж байна.
Шахах явцад металлын урсгалын үрэлт нь хэвний ажлын туузны температурыг нэмэгдүүлж, ажлын туузны орох хэсгийн зүсэлтийн ирмэг дээр "наалдамхай хөнгөн цагаан давхарга" үүсгэдэг. Үүний зэрэгцээ хөнгөн цагааны хайлш дахь илүүдэл Si болон Mn, Cr зэрэг бусад элементүүд нь Fe-тэй орлуулах хатуу уусмал үүсгэхэд хялбар байдаг бөгөөд энэ нь хэвний ажлын хэсгийн үүдэнд "наалдамхай хөнгөн цагаан давхарга" үүсэхэд тусална.
Металл урагш урсаж, ажлын туузан дээр үрэгдэх үед тодорхой байрлалд тасралтгүй холбох-урагдалт-холбох харилцан үйлчлэлийн үзэгдэл үүсч, энэ байрлалд метал тасралтгүй давхцахад хүргэдэг. Бөөмүүд тодорхой хэмжээгээр нэмэгдэхэд энэ нь урсаж буй бүтээгдэхүүнээр татагдаж, металл гадаргуу дээр зураас үүсгэдэг. Энэ нь металл гадаргуу дээр үлдэж, зураасны төгсгөлд татах хэсгүүдийг үүсгэх болно. иймээс барзгар хэсгүүд үүсэх нь голчлон хэвний ажлын туузан дээр хөнгөн цагаан наалдсантай холбоотой гэж үзэж болно. Түүний эргэн тойронд тархсан гетероген фазууд нь тосолгооны тос, исэл эсвэл тоосны тоосонцор, түүнчлэн ембүүний барзгар гадаргуугаас үүссэн хольцоос үүдэлтэй байж болно.
Гэсэн хэдий ч 6005A туршилтын үр дүнд татах тоо бага, зэрэг нь хөнгөн байна. Нэг талаас, энэ нь хэвний ажлын туузны гарц дахь хагарал, хөнгөн цагааны давхаргын зузааныг багасгахын тулд ажлын туузыг сайтар өнгөлж байгаатай холбоотой юм; нөгөө талаас Si-ийн илүүдэлтэй холбоотой.
Шууд уншсан спектрийн найрлагын үр дүнгээс харахад Mg Mg2Si-тэй нийлсэн Si-аас гадна үлдсэн Si нь энгийн бодис хэлбэрээр гарч ирдэг.
2.2 Гадаргуу дээрх жижиг хэсгүүд
Бага томруулсан харааны үзлэгээр тоосонцор нь жижиг (≤0.5мм), хүрэхэд гөлгөр биш, хурц мэдрэмжтэй, профилын гадаргууд наалддаг. 100X-ийн дор ажиглагдсан гадаргуу дээрх жижиг хэсгүүд санамсаргүй байдлаар тархсан, зураастай эсэхээс үл хамааран гадаргуу дээр наалдсан жижиг хэмжээтэй хэсгүүд байдаг;
500X-д, шахалтын чиглэлийн дагуу гадаргуу дээр илт шаталсан зураас байгаа эсэхээс үл хамааран олон тоосонцор бэхлэгдсэн хэвээр байгаа бөгөөд бөөмийн хэмжээ өөр өөр байдаг. Хамгийн том ширхэгийн хэмжээ нь ойролцоогоор 15 μм, жижиг хэсгүүд нь 5 μм орчим байдаг.
6060 хайлшийн гадаргуугийн тоосонцор болон бүрэн бүтэн матрицын найрлагын шинжилгээгээр бөөмс нь голчлон O, C, Si, Fe элементүүдээс бүрдэх ба хөнгөн цагааны агууламж маш бага байдаг. Бараг бүх бөөмс нь O ба C элементүүдийг агуулдаг. Бөөм бүрийн найрлага нь арай өөр байдаг. Тэдгээрийн дотроос a бөөмс нь 10 μм-ийн ойролцоо байдаг бөгөөд энэ нь Si, Mg, O матрицаас мэдэгдэхүйц өндөр байна; c бөөмсүүдэд Si, O, Cl нь илт өндөр байдаг; d ба f бөөмс нь өндөр Si, O, Na агуулдаг; бөөмс e нь Si, Fe, O агуулсан; h хэсгүүд нь Fe агуулсан нэгдлүүд юм. 6060 бөөмсийн үр дүн үүнтэй төстэй боловч 6060 дахь Si ба Fe агууламж өөрөө бага байдаг тул гадаргуугийн хэсгүүдийн харгалзах Si ба Fe агууламж бага байна; 6060 тоосонцор дахь С агууламж харьцангуй бага байна.
Гадаргуугийн тоосонцор нь дан жижиг хэсгүүд биш байж болох ч янз бүрийн хэлбэртэй олон жижиг хэсгүүдийн нэгдэл хэлбэрээр байж болох ба янз бүрийн бөөмс дэх янз бүрийн элементүүдийн массын хувь хэмжээ харилцан адилгүй байдаг. Бөөмүүд нь үндсэндээ хоёр төрлөөс бүрддэг гэж үздэг. Нэг нь ембүү дэх FeAl3 эсвэл AlFeSi(Mn) зэрэг хайлах өндөр цэгийн хольцын үе шатуудаас үүссэн AlFeSi ба элементийн Si зэрэг тунадас буюу шахах үйл явцын үед тунадас үүсэх үе шатууд юм. Нөгөө нь наалдсан гадны биет юм.
2.3 Эмбүүгийн гадаргуугийн барзгаржилтын нөлөө
Туршилтын явцад 6005А маркийн цутгамал саваа токарийн арын гадаргуу нь барзгар, тоос шороонд будагдсан болохыг тогтоосон. Орон нутгийн байршилд хамгийн гүн эргүүлэх хэрэгслийн тэмдэг бүхий хоёр цутгамал саваа байсан бөгөөд энэ нь шахалтын дараа таталтын тоо мэдэгдэхүйц нэмэгдсэнтэй тохирч, Зураг 7-д үзүүлсэн шиг нэг таталтын хэмжээ илүү том байв.
6005A цутгамал саваа нь токаргүй тул гадаргуугийн барзгар байдал бага, татан авалтын тоо багасдаг. Үүнээс гадна цутгамал бариулын токарийн тэмдэглэгээнд илүүдэл зүсэх шингэн байхгүй тул харгалзах тоосонцор дахь С-ийн агууламж буурдаг. Цутгамал бариулын гадаргуу дээрх эргэлтийн тэмдэг нь татан авалт, бөөмс үүсэхийг тодорхой хэмжээгээр хүндрүүлдэг нь батлагдсан.
3 Хэлэлцүүлэг
(1) Татах согогийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь матрицын бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй үндсэндээ ижил байна. Энэ нь цутгах явцад металл гадаргуу эсвэл хэвний хөнгөн цагаан давхаргад авчирдаг гаднах тоосонцор, ембүүний гадаргуу дээрх хуучин арьс болон бусад хольцууд нь шахмал торхны хананд эсвэл хэвний үхсэн хэсэгт хуримтлагддаг. бүс. Бүтээгдэхүүн урагшаа урсах үед гадаргууд зураас үүсч, бүтээгдэхүүн тодорхой хэмжээгээр хуримтлагдах үед түүнийг бүтээгдэхүүнээс гаргаж аваад таталт үүсгэдэг. Исэлдсэний дараа таталт нь зэвэрсэн, том хэмжээтэй учраас тэнд нүх шиг согогууд байсан.
(2) Гадаргуугийн тоосонцор нь заримдаа дан жижиг хэсгүүд шиг харагддаг, заримдаа нэгтгэсэн хэлбэрээр байдаг. Тэдний найрлага нь матрицаас ялгаатай бөгөөд голчлон O, C, Fe, Si элементүүдийг агуулдаг. Зарим бөөмсүүдэд O, C элементүүд, зарим хэсгүүдэд O, C, Fe, Si зонхилдог. Иймээс гадаргуугийн хэсгүүд нь хоёр эх үүсвэрээс үүсдэг гэж дүгнэж байна: нэг нь AlFeSi ба элементийн Si зэрэг тунадас, O, C зэрэг хольцууд гадаргууд наалддаг; Нөгөө нь наалдсан гадны биет юм. Исэлдэлтийн дараа хэсгүүд нь зэврдэг. Жижиг хэмжээтэй тул гадаргуу дээр бага зэрэг нөлөө үзүүлдэг.
(3) С ба О элементээр баялаг тоосонцор нь ембүүний гадаргууд наалдсан тосолгооны тос, тоос шороо, хөрс, агаар гэх мэтээс үүсдэг. Тосолгооны тосны үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь C, O, H, S гэх мэт, тоос шороо, хөрсний үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг нь SiO2 юм. Гадаргуугийн хэсгүүдийн O агууламж ерөнхийдөө өндөр байдаг. Бөөмс нь ажлын бүсээс гарсны дараа шууд өндөр температурын төлөвт оршдог бөгөөд бөөмсийн хувийн гадаргуугийн том талбайн улмаас агаарт байгаа O атомыг амархан шингээж, агаартай харьцсаны дараа исэлдэлт үүсгэдэг тул O илүү өндөр байдаг. матрицаас илүү агуулга.
(4) Fe, Si гэх мэт нь голчлон ембүү дэх исэл, хуучин царцдас, хольцын үе шатуудаас (өндөр хайлах цэг эсвэл нэгэн төрлийн болгох замаар бүрэн арилдаггүй хоёр дахь үе шат) үүсдэг. Fe элемент нь хөнгөн цагаан ембүү дэх Fe-ээс гаралтай бөгөөд FeAl3 эсвэл AlFeSi(Mn) зэрэг хайлах цэгийн өндөр хольцын үе шатуудыг үүсгэдэг бөгөөд нэгэн төрлийн болгох процессын явцад хатуу уусмалд уусдаггүй, эсвэл бүрэн хувирдаггүй; Si нь цутгах явцад Mg2Si буюу хэт ханасан хатуу уусмал хэлбэрээр хөнгөн цагааны матрицад оршдог. Цутгамал савааг халуун шахах явцад илүүдэл Si тунаж болно. Хөнгөн цагаан дахь Si-ийн уусах чадвар нь 450 ° C-д 0.48%, 500 ° C-д 0.8% (жин%) байна. 6005 оны илүүдэл Si агууламж нь ойролцоогоор 0.41% бөгөөд тунадасжсан Si нь концентрацийн хэлбэлзлээс үүссэн бөөгнөрөл, хур тунадас байж болно.
(5) Хэвний ажлын туузан дээр хөнгөн цагаан наалдсан нь татах гол шалтгаан болдог. Шахмал хэлбэр нь өндөр температур, өндөр даралттай орчин юм. Металлын урсгалын үрэлт нь хэвний ажлын туузны температурыг нэмэгдүүлж, ажлын туузны үүдний зүсэлтийн ирмэг дээр "наалдамхай хөнгөн цагаан давхарга" үүсгэдэг.
Үүний зэрэгцээ хөнгөн цагааны хайлш дахь илүүдэл Si болон Mn, Cr зэрэг бусад элементүүд нь Fe-тэй орлуулах хатуу уусмал үүсгэхэд хялбар байдаг бөгөөд энэ нь хэвний ажлын хэсгийн үүдэнд "наалдамхай хөнгөн цагаан давхарга" үүсэхэд тусална. "Наалттай хөнгөн цагаан давхарга" -аар урсаж буй металл нь дотоод үрэлтэд (металл доторх гулсах зүсэлт) хамаарна. Метал нь дотоод үрэлтийн улмаас хэлбэрээ алдаж, хатуурдаг бөгөөд энэ нь үндсэн металл болон хэвийг хооронд нь наалдуулахад тусалдаг. Үүний зэрэгцээ, хэвний ажлын бүс нь даралтын нөлөөгөөр бүрээ хэлбэрт шилждэг бөгөөд ажлын туузны зүсэлтийн хэсэг нь профильтай холбогдохоос үүссэн наалдамхай хөнгөн цагаан нь эргэлтийн багажны зүсэх ирмэгтэй төстэй юм.
Наалттай хөнгөн цагаан үүсэх нь өсөлт, урсалтын динамик үйл явц юм. Профайлаас бөөмс байнга гарч ирдэг. Профайлын гадаргууд наалдаж, татах согог үүсгэдэг. Хэрэв энэ нь ажлын бүсээс шууд урсаж, профилын гадаргуу дээр агшин зуур шингэж байвал гадаргуу дээр дулаанаар наалдсан жижиг хэсгүүдийг "шингээх хэсгүүд" гэж нэрлэдэг. Хэрэв шахмал хөнгөн цагааны хайлшаар зарим тоосонцор хугарвал ажлын туузаар дамжин өнгөрөх үед зарим хэсгүүд ажлын туузны гадаргуу дээр наалдаж, профилын гадаргуу дээр зураас үүсэх болно. Сүүлний төгсгөл нь овоолсон хөнгөн цагаан матриц юм. Ажлын туузны голд их хэмжээний хөнгөн цагаан гацсан үед (холбогдол бат бөх) гадаргуугийн зураасыг улам хүндрүүлнэ.
(6) Шахах хурд нь татахад ихээхэн нөлөөлдөг. Экструзын хурдны нөлөө. Гинжит 6005 хайлшийн хувьд туршилтын хүрээнд шахалтын хурд нэмэгдэж, гаралтын температур нэмэгдэж, механик шугам нэмэгдэх тусам гадаргууг татах хэсгүүдийн тоо нэмэгдэж, улам хүнд болдог. Хурдны гэнэтийн өөрчлөлтөөс зайлсхийхийн тулд шахалтын хурдыг аль болох тогтвортой байлгах хэрэгтэй. Хэт их шахах хурд ба гаралтын өндөр температур нь үрэлтийг нэмэгдүүлж, бөөмсийг ноцтой татахад хүргэдэг. Татах үзэгдэлд шахах хурдны нөлөөллийн тодорхой механизм нь дараагийн хяналт, шалгалтыг шаарддаг.
(7) Цутгамал бариулын гадаргуугийн чанар нь мөн татах хэсгүүдэд нөлөөлдөг чухал хүчин зүйл юм. Цутгамал бариулын гадаргуу нь барзгар, хөрөөдөж буй хагархай, тосон толбо, тоос шороо, зэврэлт гэх мэт бөгөөд энэ бүхэн нь тоосонцор татах хандлагыг нэмэгдүүлдэг.
4 Дүгнэлт
(1) Татах согогийн найрлага нь матрицын найрлагатай нийцэж байна; бөөмийн байрлалын найрлага нь голчлон O, C, Fe, Si элементүүдийг агуулсан матрицаас ялгаатай нь ойлгомжтой.
(2) Татах бөөмийн согог нь ихэвчлэн хөнгөн цагааны хэвний ажлын туузан дээр наалдсанаас үүсдэг. Хөнгөн цагааныг хэвний ажлын туузан дээр наалдуулахад нөлөөлдөг аливаа хүчин зүйл нь татах согог үүсгэдэг. Цутгамал бариулын чанарыг хангах үүднээс татах тоосонцор үүсэх нь хайлшийн найрлагад шууд нөлөөлдөггүй.
(3) Галын жигд жигд эмчилгээ нь гадаргуугийн таталтыг багасгахад тустай.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 9-р сарын 10
